稀土离子激活的铝酸盐发光材料因发光效率高、化学性质稳定、相对成本较低等优点，一直倍受人们的重视，并得到了广泛的应用。近年来，具有体积小、耐振动、响应速度快、寿命长、无污染等优点的白色发光二极管(WLED)，成为新一代光源。目前，蓝色LED芯片与黄色YAG:Ce荧光粉结合的白光LED为市场的主流方案。但是荧光粉在使用过程中，随着工作环境温度的升高出现发光亮度下降、色坐标漂移、老化及光衰现象严重，最终导致器件性能下降。因此，作为LED上游基础材料的一个重要组成部分，YAG:Ce荧光粉的性能仍需要改善提高。　　 1.本论文YAG:Ce为出发点，探讨热致光衰机制和改进光衰及发光性能为目标，通过阳离子取代改善晶体微结构，尝试对发光光谱调控和对非辐射跃迁几率的改善，主要研究成果如下：从YAG:Ce荧光粉发光特性出发，通过阳离子Gd3+取代基质中的部分阳离子，考察晶格结构变化对发光中心Ce3+的影响。结果表明，Gd3+掺入到YAG:Ce中，由于Gd3+半径与Y3+半径相似，Gd3+进入晶格中将优先取代Y3+，又由于Gd3+半径比Y3+半径略大，会导致晶胞体积变大，发光中心Ce3+的Sd态最低能级下移，Ce3+发射光谱的峰值位置向长波方向移动，从而有助于改善白光LED器件的色温。本实验中还探索了助熔剂碳酸钙对YAG:Ce荧光粉的影响。通过对样品的晶体结构、形貌和光谱测试分析，表明添加助熔剂碳酸钙后，所获得的样品的粉体硬度减小，且具有良好的分散特性，当碳酸钙的添加量为0.5mol时，样品的发光强度提高1.5倍。　　 2.研究了室温下，Gd3+的取代浓度对(Y2.94-xGdxCe0.06)Al5O12荧光粉发射光谱的影响。结果表明：随着Gd3+取代量的增加，(Y2.94-xGdxCe0.06) Al5O12样品发射光谱的峰值波长可以从530nm红移到550nm；随着取代量的增加，Gd3+对发光中心Ce3+的影响增强，由Gd3+-Ce3+的能量传递起主要作用到Gd3+带来的浓度猝灭占主导地位，从而导致样品的发射强度先增加后降低，当取代浓度为0.3mol时发光最强。对样品的XRD分析结果表明，当Gd3+的取代量不超过0.6mol时，样品仍然为Y3Al5O12相。　　 3.分析研究了(Y2.94-xGdxCe0.06) Al5O12荧光粉发光光谱的温度依赖特性。研究发现，当环境温度升高时，(Y2.94-xGdxCe0.06)Al5O12样品的发光强度呈快速衰减、发射光谱呈宽化趋势，且衰减速率及宽化趋势都随着Gd3+取代量的增加而加剧。采用位形坐标模型讨论认为，由于Gd3+的半径和电负性均大于Y3+，Gd3+取代Y3+后，导致发光中心能级劈裂加剧，基态和第一激发态之间的间距减小，激活能下降，发射光谱呈现红移现象。随着温度升高，电子和声子之间的相互作用增强，非辐射跃迁增强，发光快速衰减，光谱宽化。利用发光强度、光谱宽度与温度关系公式解释了Gd3+取代量增加导致热衰减加剧、光谱宽化趋势愈加明显的现象。　　 4.本文采用高温固相法制备了Sj4+离子取代的SiO2-YAG:Ce荧光材料和陶瓷材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光度计分别分析了样品的晶体结构、颗粒形貌和光谱特性。该方法获得样品的结晶度和颗粒的分散性较YAG:Ce荧光粉有很大的改善，热稳定性较YAG:Ce荧光粉提高了22％。研究发现，当SiO2的掺入量为1.0mol时，样品发光强度最大，继续增加SiO2，样品的热稳定性继续增强，但发光强度会减弱。